¿Qué demonios es la materia oscura?

01/03/10
Odisea Cósmica


¿Qué mejor lugar para buscar la materia oscura que se establece en el fondo de una mina? Un equipo de investigación de la De la Universidad de la Florida lleva pasado nueve años de seguimiento para detectar cualquier señal de esta escurridiza sustancia mediante el uso de detectores de germanio y silicio enfriados a una fracción de grado por encima de cero absoluto. ¿El resultado? Un par de quizás y una tenaz determinación de seguir buscando.

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El misterio de la materia oscura puede ser apreciado comparando el sistema solar con nuestra Galaxia. En el primer escenario para permanecer en el órbita alrededor de la Sol, Mercurio tiene que moverse a 48 kilómetros por segundo, mientras que a su distancia Neptuno puede moverse a unos tranquilos 5 kilometros por segundo. Sin embargo, este principio no parece aplicarse en el Vía Láctea o a otras galaxias que hemos observado. En términos generales, se pueden encontrar objetos en la parte exterior de un galaxia espiral que se mueven a la misma velocidad orbital que la materia que está muy cerca del centro galáctico. Esto es sorprendente, puesto que no parece haber la suficiente gravedad en el sistema para retener los objetos que orbitan a gran velocidad en la parte exterior, que sencillamente deberían salir despedidos hacia el espacio.

Por lo tanto, necesitamos más gravedad para explicar cómo las galaxias rotan y permanecen unidas, lo que implica que debe existir más masa de la que podemos observar, y por tanto invocar la existencia de la materia oscura. La materia oscura también ayuda a explicar por qué los grupos de galaxias permanecen unidos y explica los efectos a gran escala grande de lente gravitacional, como puede verse en el Cúmulo Bala (foto de arriba).

Los modelos computerizados sugieren que las galaxias pueden tener halos de materia oscura, pero también tienen la materia oscura distribuida a lo largo de su estructura. La suma de toda ella representa hasta el 90% de la masa total de una galaxia.

La creencia actual es que un pequeño componente de materia oscura es bariónica, es decir, materia compuesta por protones y neutrones, existe en forma de gas frío y denso, los objetos no radiantes tales como agujeros negros, estrellas de neutrones, enanas marrones y planetas huérfanos (tradicionalmente conocidos como Massive Astrophysical Compact Halo objetos o MACHOs).

Pero no parece que haya la suficiente materia bariónica oscura para explicar los efectos atribuidos a la materia oscura. De ahí la conclusión de que la mayor parte de la materia oscura debe ser oscura no bariónica, en la forma Partículas masivas débilmente interactivas o (WIMPs).

Por inferencia, los WIMPs son transparentes y no reflejan todas las longitudes de onda y, probablemente, no tengan una carga. Los neutrinos, que se producen en abundancia en las reacciones de fusión en las estrellas, podrían encajar bien en todo esto, excepto por el detalle de que no tienen suficiente masa. El candidato a A WIMP mejor colocado son los neutralinos, una partícula hipotética predicha por teoría supersimetrica.

La segundo experimiento Criogenic Dark Matter Search Experiment (o CDMS II) está situado bajo tierra en la Mina de hierro Soudan de Minnesota, en un lugar dónde sólo debería interceptar las partículas que pueden penetrar profundamente bajo tierra. Los detectores sólidos de cristal CDMS II buscan ionización y fotones de eventos que pueden ser utilizados para distinguir entre las interacciones de electrones y las interacciones nucleares. Se supone que una partícula oscura WIMP ignorará los electrones, pero potencialmente interactuará con ellos.

El equipo de Florida ha informado de dos posibles eventos informó el equipo de la Universidad de Florida, quienes reconocen que sus conclusiones no pueden considerarse estadísticamente significativas, pero pueden al menos dar alguna pista y una orientación para investigar más.

La dificultad de detectar directamente los WIMPs (por ejemplo lo "oscuros" que son) los resultados del CDMS II indican que la sensibilidad de los detectores necesita aumentar.

Fuente original
Publicado en Odisea cósmica